Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Stickstoffeintrag aus der Luft verringert Schweizer Pflanzenvielfalt

08.04.2015

Hohe Stickstoffemissionen durch den Menschen führen zu sinkender Pflanzenvielfalt. Zu diesem Schluss kommen Forscher der Universität Basel, die Flächen in der ganzen Schweiz untersucht haben. Sie konnten zeigen, wie stark sich die Pflanzenvielfalt in Landschaften mit erhöhten Stickstoffeinträgen verringert hat. Die Zeitschrift «Royal Society Open Science» hat die Studie veröffentlicht.

Stickstoff ist für Pflanzen ein unentbehrlicher Nährstoff, der ursprünglich nur begrenzt vorhanden ist. Viele artenreiche Ökosysteme sind an eine geringe Verfügbarkeit von Stickstoff angepasst. Steigt die Verfügbarkeit von Stickstoff, nehmen oft einige wenige, besonders durchsetzungsfähige Pflanzenarten zu und verdrängen andere Arten – die Pflanzenvielfalt nimmt ab.


Zwei Drittel der Stickstoffeinträge in der Schweiz stammen aus der Landwirtschaft sowie ein Drittel aus der Verbrennung von fossilen Brennstoffen.

© Universität Basel

Die Forscher verglichen sechs verschiedene Messgrössen der Pflanzenvielfalt auf 381 zufällig ausgewählten Flächen in der Schweiz, die jeweils ein Quadratkilometer gross sind und auf 260 bis 3200 Meter Höhe liegen. Bei allen sechs Messgrössen zeigte sich ein negativer Zusammenhang mit dem Stickstoffeintrag aus der Luft.

«Negative Auswirkungen von Stickstoffeinträgen auf die Pflanzenvielfalt kannte man bisher vor allem aus Studien, die kleine und für den Naturschutz besonders interessante Flächen untersucht haben», sagt Erstautor Tobias Roth. «Wir wollten wissen, ob solche Auswirkungen auch feststellbar sind, wenn wir ganze Landschaften und verschiedene Höhenlagen untersuchen.»

Der schwächste Zusammenhang zeigte sich bei der traditionell gemessenen Artenvielfalt, also bei der Anzahl Pflanzenarten pro Fläche. Die stärksten Auswirkungen fanden die Biologen bei der sogenannten phylogenetischen Pflanzenvielfalt, bei der die DNA-Sequenzen verglichen werden: Hohe Stickstoffeinträge führen dazu, dass die Pflanzenarten im Durchschnitt stärker miteinander verwandt sind.

Der Rückgang an phylogenetischer Pflanzenvielfalt, der durch die heutigen Stickstoffeinträge des Menschen verursacht wird, beträgt 19 Prozent. Als Vergleichswert diente die Schätzung eines historischen Stickstoffeintrags, als es noch keine menschlichen Stickstoffemissionen gab.

Die traditionell gemessene Artenvielfalt nahm gegenüber dem historischen Vergleichswert um 5 Prozent ab. Die Forscher verglichen die Daten ausserdem mit Stickstoffeinträgen von 1880, aus der Zeit der Industrialisierung in Europa. Der Rückgang an phylogenetischer Pflanzenvielfalt beträgt in diesem Fall 11 Prozent.

Grosse Vielfalt wichtig für funktionierendes Ökosystem

Phylogenetische Pflanzenvielfalt hängt direkt mit dem Funktionieren eines Ökosystems zusammen. Da die Studie negative Auswirkungen auf die phylogenetische Pflanzenvielfalt ganzer Landschaften feststellt, folgern die Forscher, dass hohe Stickstoffeinträge letztlich das Funktionieren von Ökosystemen gefährden könnten. «Eine grosse Biodiversität bei Pflanzen ist für uns Menschen aus vielen Gründen wichtig», sagt Valentin Amrhein, Co-Leiter der Studie. «In den Bergregionen können zum Beispiel verschiedene Pflanzenarten mit unterschiedlichen Wurzeltiefen den Boden besser stabilisieren und so Erosion verhindern».

Die 381 Flächen wurden im Rahmen des Programms «Biodiversitäts-Monitoring Schweiz» untersucht, das im Auftrag des Bundesamts für Umwelt durchgeführt wird. Nach Angaben der Eidgenössischen Kommission für Lufthygiene stammen in der Schweiz zwei Drittel der Stickstoffeinträge aus Emissionen, die in der Landwirtschaft in Form von Ammoniak beim Umgang mit Hofdünger aus der Tierproduktion und beim Einsatz von Mineraldünger entstehen; ein Drittel stammt von Stickoxiden aus der Verbrennung von fossilen Brennstoffen.

Originalbeitrag
Tobias Roth, Lukas Kohli, Beat Rihm, Valentin Amrhein and Beat Achermann
Nitrogen deposition and multi-dimensional plant diversity at the landscape scale
Royal Society Open Science

Weitere Auskünfte
Dr. Tobias Roth, Hintermann & Weber AG, CH-4153 Reinach, Tel. +41 (0)61 717 88 62, E-Mail: roth@hintermannweber.ch
PD Dr. Valentin Amrhein, Universität Basel, Departement Umweltwissenschaften, Fachbereich Zoologie, Tel. +41 (0)79 848 99 33, E-Mail: v.amrhein@unibas.ch
Beat Achermann, Bundesamt für Umwelt BAFU, Abteilung Luftreinhaltung und Chemikalien, CH-3003 Bern, Tel. +41 (0)58 462 99 78, E-Mail: beat.achermann@bafu.admin.ch

Weitere Informationen:

https://www.unibas.ch/en/News-Events/News/Uni-Research/Nitrogen-Deposition-Reduc...

Olivia Poisson | Universität Basel

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Frühwarnsignale für Seen halten nicht, was sie versprechen
05.12.2016 | Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

nachricht Besserer Schutz vor invasiven Arten
15.11.2016 | Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neue Sensortechnik für E-Auto-Batterien

08.12.2016 | Energie und Elektrotechnik

Entlastung im Güterfernverkehr

08.12.2016 | Verkehr Logistik

Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

08.12.2016 | Physik Astronomie